引言
在ICAO附件14中明确要求,自2024年11月28日起,对机坪质量大于5700kg的航空器拟使用的道面承载强度,必须采用ACR-PCR方法来确定。随着实施日期的临近,也陆续有国家公布将从ACN-PCN过渡到ACR-PCR的信息。
国内方面,民航局在2024年4月15日发布AIC 02/2024《实施机场道面强度报告格式调整》,明确说明中国民航将于2024年11月28日按照航空器分类等级-道面分类等级(ACR-PCR)方法报告机场道面强度。也就是从2412期开始实行。
作为一种更新的方法,ACR-PCR旨在克服ACN-PCN系统在实施过程中观察到的缺陷,旨在融入机场道面设计和评估的最新进展。
ACN-PCN
PCN:Pavement Classification Number, 道面等级序号
A number expressing the bearing strength of a pavement for unrestricted operations.
ACN: Aircraft Classification Number, 航空器等级序号
A number expressing the relative effect of an aircraft on a pavement for a specific standard sub-grade category.
ACN-PCN法是指用某一航空器的ACN与某一跑道的PCN相比较,以确定该跑道能否承受该航空器运行的一种方法。
当ACN≤PCN且航空器的胎压或规定的航空器类型的最大起飞重量符合规定时,该道面就能承受航空器运行。如果ACN>PCN,航空器的运行将受到限制或禁止运行。

其中 PCN 56/R/B/W/T,依次为道面等级序号、道面类型、土基强度、胎压类型、评定方法。
道面类型: R(Rigid)刚性、F(Flexible)柔性。
土基强度: A(高强度)、B(中强度)、C(低强度)、D(特低强度)
胎压类型: W(高,无胎压限制)、X(中,限至1.5MPa)、Y(低,限至1MPa)、Z(甚低,限至0.5MPA)
评定方法: T(技术评定)、U(人工评定)
ACR-PCR
PCR: Pavement Classification Rating, 道面分类等级 | 表示道面对飞机荷载的承受能力
A number that expresses the load-carrying capacity of a pavement for unrestricted operations.
AC:Aircraft Classification Rating, 航空器分类等级 | 表示飞机起落架对道面的力学作用
A number that expresses the relative effect of an aircraft at a given configuration on a pavement structure for a specified standard subgrade strengh.

其中 PCR 470/R/B/W/T,依次为道面分类等级、道面类型、道基强度类型、最大允许胎压类型、评定方法
道面类型: R(Rigid)刚性、F(Flexible)柔性。
土基强度: A(高强度)、B(中强度)、C(低强度)、D(特低强度)
胎压类型: W(高,无胎压限制)、X(中,限至1.5MPa)、Y(低,限至1MPa)、Z(甚低,限至0.5MPA)
评定方法: T(技术评定)、U(人工评定)
ACR-PCR报告格式与ACN-PCN相同,但ACR和PCR的数值大约比ACN和PCN的数值高一个数量级(10倍),这是为了防止混淆两个系统。但ACN和ACR之间、PCN和PCR之间,不能相互转换。
如何获取航空器的ACN?
1.通过民航明传电报 《关于发布主流运输类飞机机型航空器分类等级(ACR)数据的通知》。包含空客、波音、商飞等多个机型。
2.各个制造商机型手册
3.“ICAO-ACR”软件
两者超载运行条件
ACN-PCN超载条件
对于老版ACN-PCN:当ACN>PCN时,超载运行条件:
1)道面没有呈现破坏痕迹,土基强度未显著减弱期间;
2)航空器等级序号(ACN)超出道面等级序号(PCN)不大于10%(柔性道面)或5%(刚性道面);
3)年超载运行次数在年总运行次数的5%以内。
需要注意的是,ACN-PCN方法不是一种道面设计方法,超载运行也没有标准程序,需要机场或地区自行确定。PCN不应被视为道面最大绝对承载强度。
ACR-PCR超载条件
对于新版ACR:当ACR>PCR时,超载运行条件:
1)道面没有呈现破坏迹象,道基强度未显著减弱期间,在满足下列条件下可有限制地超载运行:**航空器的ACR值应不大于道面PCR值的110%,且年超载运行的次数不超过除轻型航空器之外的年总运行次数的5%**。
2)当道面呈现破损或失效迹象、道面在冻融期间或道基强度可能因水的影响而减弱时,应避免超载运行。
PS:轻型航空器是指机坪质量不超过5700kg的航空器。
申请豁免
1.直接联系机场询问超载运行要求。
2.有些国外机场存在道面强度数据未及时更新的情况。
3.有些是公布的数值比较保守,机场道面强度实际比较大,允许超载运行。
PCN与PCR的关系
PCR与PCN一样,可以表征机场跑道、跑道入口内移、跑道交叉口、滑行道、停机坪、停机位的属性。PCN和PCR两者在原理上差异较大,主要反映在分析方法上,具体表现在道基强度表示上。
PCN系统的技术评定主要基于临界航空器,而PCR系统则考虑所有拟运行的航空器, 对于精细化管理很有好处。两者在具体结构上差异不大,在报告格式上相似,具备简单的操作性。
其他场景,如:道面呈现破损或失效迹象,道面在冻融期间或当道面或其道基强度可能因水影响而显著降低时的要求与PCN系统保持一致。
计算模型差异
| ACN 刚性道面 |
ACN 柔性道面 |
ACR 刚性道面 |
ACR 柔性道面 |
|
|---|---|---|---|---|
| 道面结构 | 混凝土板 | 当量碎石厚度 | 混凝土板+20cm随时基层 | 面层+碎石基层 76mm/127mm+t |
| 计算模型 | Winkler地基板 | 弹性半空间 | 弹性地基上的双层板 | 多层弹性体系 |
| 道基参数 | k | CBR | E | E |
| 起落架数量 | 一个主起落架 | 一个主起落架 | 一个主起落架 | 全部这起落架 |
| DSWL胎压 | 1.25MPa | 1.25Mpa | 1.5MPa | 1.5MPa |
| 破坏标准 | 板底应力2.75MPa | 10000次累计作用 | 板底应力2.75MPa | 36500累计作用 |
ACR-PCR相比之下的优点
1.The ACR-PCR system overcomes the deficiencies of the ACN-PCN system and allows consistency and alignment between pavement design and pavement rating systems.
1.ACR-PCR 系统克服了 ACN-PCN 系统的缺陷,并允许路面设计和路面等级系统之间的一致性和对齐。
2.The new system enables an optimized usage (in terms of allowable aircraft weights and frequencies) of existing and future pavements, without excessive conservatism.
2.新系统能够优化现有和未来路面的使用(在允许的飞机重量和频率方面),而不会过度保守。
3.For aircraft operators, it should lead to fewer pavement-induced weight restrictions. (Local exceptions are possible.)
3.对于飞机操作员来说,这应该会减少路面引起的重量限制。(当地例外是可能的。)
4.For airport operators, it provides a consistent damage-based approach:
Optimize the use of their pavements;
Assess the impact of overload operations;
Improve pavement structural life predictions.
4.对于机场运营商来说,它提供了一个一致的基于损害的方法:
优化其路面的使用;
评估过载操作的影响;
提高路面结构寿命预测。
5.For aircraft manufacturers, it will allow them to optimize landing gear geometry (both leg geometry and overall geometry) of their future products.
5.对于飞机制造商来说,这将允许他们优化未来产品的起落架几何形状(腿几何形状和整体几何形状)。